生态工业园区水处理技术应用

随着经济社会的发展，我国各地的工业园区建设已进入生态园区建设和管理的新的发展阶段。生态工业园承担所在区域的经济发展、资源永续、社会安定的任务，它的运作以园区所有成员（包括企业、政府、社区）为减少废物和增加经济效益而进行的密切合作为基础。在运转机制上，生态工业园更像是一个有着高效的物质、能量和信息流动的网络，而网络的组织和各个节点的表现是决定生态工业园效率的关键因素。

生态工业园区是依据循环经济理论、工业生态学等绿色环保相关理论，建设的一种新型工业园区，遵从循环经济的减量化、再利用、再循环原则，旨在减少区域废物，通过废物交换、循环利用等手段实现园区的污染物“零排放”。水作为生态工业园区发展的重要资源，为实现园区内企业之间进行废水交换利用、废水处理基础设施共享等，提高水资源的利用效率，园区内废水的“零排放”，水资源的持续利用等，在处理水资源、水环境保护时，应用了多种水处理技术。自2015年起，中国出台了一系列政策推动工业园区进行污水处理，并且建设污水集中处理设施是未来工业污水处理的趋势。根据《中国工业园区污水处理管理研究》报告，截至2018年9月，2411家省级及以上工业园区污水处理设施建成率达97%。我国目前已建成和在建的各类工业园区数量已经达到9000个以上，工业污水排放量占全国污水排放总量的45%，污水处理尤为重要。中国是全球最缺水的国家之一，2020年中国生活污水排放量将达718亿吨，污水排放情况如表 1所示。

表 1 2011-2020年中国污水排放情况（亿吨）

在新时代的历史进程中，生态工业园区的建设除了优化产业结构和提升管理运营模式的要求外，对环境保护方面提出了更高的要求，以落实国家发展战略目标，加快经济社会的科学发展。在工业生产中，对水资源的利用和水环境保护有了新的管理标准和新的技术应用。为此我们提出了在生态工业园区建设和管理中，在加强对水资源和水环境的保护，进行更为科学的和有效的水处理技术应用是最为关键。

▍水处理技术特点

? 污水处理技术

目前，污水处理主要有物理法、化学法和生物法等方法。物理法主要是采用物理、机械分离对污水进行处理，主要有废水重力分离处理法、折叠气液交换等。化学法主要是通过化学反应等进行废水中污染物进行分离、去除等处理，主要有臭氧化处理法、电解处理法。生物法主要是用微生物进行废水的有机物、无机毒物等的氧化分解处理，主要有活性污泥法、生物塘法等，在城市废水和工业废水的处理中得到最广泛的应用。结合上述污水处理技术，对城市污水处理流程图如图 1所示。

图 1 城市污水处理流程图

? 雨水处理利用技术

为能够更好的进行雨水回收再利用，可以因地制宜的进行雨水综合利用，根据雨水直接利用和间接利用结合，在技术经济分析基础上最大限度地利用雨水。比如采用屋面雨水集蓄利用、屋顶绿化雨水利用、雨水回灌地下水利用等。

海绵城市是新一代城市雨洪管理理念，城市能够在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面拥有很好的弹性，如图 2所示。通过河、湖等水系；绿地、花园、可渗透路面等城市配套设施，实现雨水的下渗、滞蓄、净化、回用，并且还能通过管网、泵站外排，提高城市排水系统。

图 2 海绵城市示意图

▍生态工业园区水处理技术应用提升建议

? 应用雨污分流处理技术

由于我国在城市基础设施建设方面比较落后，并没有对排水管道的水来源进行分设，工业园区主要采用的是雨水和污水合用一条排水管道的形式，即合流制的排水系统。为能够更好的利用各种水资源，生态工业园区应实施雨水和污水各用一条排水管道的排水方式，即雨污分流。采用雨污分流后，雨水可以通过雨水管网直接排到河道，污水需要通过污水管网收集后，送到污水处理厂进行处理，水质达到相应标准要求后再排到河道里或进行再处理、再利用。雨污分流后能加快污水收集率，提高污水处理率，避免污水对河道、地下水造成污染，明显改善工业园区的水环境，还能降低污水处理成本，便于雨水收集利用和集中管理排放，降低水量对污水处理厂的冲击，保证污水处理厂的处理效率。并且，可以利用海绵城市概念，利用生态工业园区内的绿地、花园、可渗透路面等基础设施，实现对雨水的渗透、分流、回收及利用。根据《工业园区污水处理研究报告》（2019版），园区应以“雨污分流、清污分流、中水回用”为原则设置给排水系统。

图 3 雨水分流示意图

? 污水分类收集处理

根据园区污水来源可分生活污水和工业污水。其中，生活污水来源除家庭生活排的废水外，还有集体单位和公共事业单位排出的粪便水、洗浴水、洗涤水和冲洗废水。生活污水以有机物污染为主，然而部分排泄物与生活污水混为一体使污水结构趋于复杂，处理效果的难度增加。工业污水是工业生产过程排放的废水，由工业生产车间与厂矿排出的绝大部分工业废水，主要用于冷却、洗涤及地面冲洗，里面会含有工业生产所用的原料、产品、副产品等，具有排放量大、种类繁多、浓度波动范围大、迁移变化规律差异大、毒性强、危害大、不宜治理、恢复困难等特点。为此在污水处理中，应根据生态工业园区内的企业的工业生产的特点，进行污水分类收集、分别处理，特殊工业生产性企业要做好污水的针对性预处理。

? 结合多种污水处理技术

2019年我国工业废水总排放量约为252亿吨。据生态环境部数据显示，全国废水治理设施和废水处理能力不断提升。针对不同工业园区的产业类型，水质差异较大的情况，在集中处理的过程中需要根据污水的实际水质情况，采取有针对性的处理工艺。比如，针对化工、纺织等工业园区的污水处理，可以采用厌氧-好氧生化处理与物化深度处理技术相结合，实现污水处理目标。再比如，针对冶金工业园区排放的冶炼废水，可以采用多种物化工艺的组合，比如混凝一砂滤一活性炭吸附一微滤一反渗透集成技术、微电解一絮凝耦合技术等，实现冶炼废水处理目标。

为实现工业园区水资源的循环利用目标，目前主要是应用深度处理技术，比如生态处理工程、膜技术。生态处理主要采用人工湿地和氧化塘对污水处理厂尾水进行处理。膜技术在工业废水处理领域已有较广泛的应用，比如，针对纺织印染的废水处理，结合膜技术可以实现对二级出水的有机物、色度等的去除处理，达到印染回用水的水质要求，如图 4所示。

图 4 纺织印染废水处理流程

? 做好中水回用利用

水资源短缺的问题已严重制约了地区经济和社会的发展，水资源的可持续利用已直接关系到我国社会经济的可持续发展问题。污水处理回用是提高水利用效率的有效途径，是充分利用水资源的直接措施。生态工业园区的中水回用是重要的一个管理环节，为减少整体排放量，工业废水经过UF+RO工艺回用到生产中循环使用的，可以用于工业循环却水、绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗等。工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，加上软化器、RO、EDI/混床等设备使其达到软化水、纯化水、超纯水水平，进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境，具体流程图如图 5所示。

图 5 中水回用工艺流程图

? 企业应配备污水处理装置

对于生态工业园区来说，设立在园区内的企业产生的生活污水，其处理方式主要是经过一定的处理后排入城市污水处理厂或者直接外排。对于一般的工业废水来说，可以利用比较常规的工业污水处理工艺，大多数都是以生化处理为主，经过该工艺处理之后，检验水质是否合格，如果达标，那么就可以把其排入收纳水体；或者也可以经过简单预处理，直接排入工业园区污水处理厂，与其工业园区废水一起进行统一的治理。并且，对于工业园区高浓度废水的治理目前常采用的主要工艺有SBR工艺、生物膜法以及A/O法等。

针对生态工业园区内，部分企业生产的高浓度废水一般难以处理的情况，尤其是造纸企业、电镀行业、医药领域以及化工生产中出现的高浓度工业废水，应在企业内部建设属于自己的污水处理装置，在有毒、有害物质刚出车间出口时就进行针对性的处理，之后再把经过预处理的重度污染水体接入企业或工业园区的污水处理厂，进行综合的治理。

? 提升运维能力

生态工业园区污水厂的运行管理，同其他行业的运行管理一样，是企业管理活动、经营活动中重要部分，是从接纳原污水至净化处理排出“达标”污水的全过程的管理。污水处理运行管理的基本要求：按需生产、经济生产、文明生产、水质管理。为提高生态工业园区的水处理技术应用效果，需提升运维能力。应建立各级水质管理机构责任制度、“三级”检验制度、水质排放标准与水质检验制度等水质管理制度。

▍结语

在水资源短缺，水环境受到严重污染，同时由于经济的发展用水量持续增长的今天，做好污水处理并把污水经处理后达到一定水质标准的中水回用于工业、农业或市政等领域是污水资源化的重要途径。污水处理、污水回用是目前解决水资源短缺的有效措施，不仅可以节约大量的新鲜水，而且可以降低排污水对环境的污染。近年来，工业用水日供水能力继续较快增长，居民生活用水水平进-步提髙，在生态工业园区在规划管理中做好污水处理符合可持续发展的战略方针的。相信只要全体国民转变用水观念，响应国家政策，在新时代发展中水处理技术应用就一定能在一定程度上发挥更好的经济效益和社会效益。

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